21

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Кавказский государственный технический университет»

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине

«Общая геология» для студентов специальностей

130304 «Геология нефти и газа»,

130201 «Геофизические методы поисков и разведки

месторождений полезных ископаемых»,

130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин»,

130503 «Разработка нефтяных и газовых месторождений»,

130501 «Проектирование и эксплуатация трубопроводного транспорта»

Ставрополь, 2006

Методические указания составлены в соответствии с рабочим учебным планом и программой дисциплины «Общая геология» для студентов специальностей 130304 «Геология нефти и газа», 130201 «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин», 130503 «Разработка нефтяных и газовых месторождений», 130501 «Проектирование и эксплуатация трубопроводного транспорта».

Данные методические указания посвящены вопросам, требующим практического ознакомления с вещественным составом земной коры. Приведены характеристики главных породообразующих минералов, формы их нахождения, методика визуального определения. Охарактеризованы основные разновидности горных пород и принципы их классификации. Описаны способы определения условий залегания горных пород.

Составители: канд. геол.-минерал. наук, доцент И. Г. Сазонов

канд. геол.-минерал. наук, ассистент Т. А. Горягина

канд. геол.-минерал. наук, доцент З. В. Стерленко

Рецензент: канд. геол.-минерал. наук, доцент Б. Г. Вобликов

Содержание

Лабораторная работа 1. Физические свойства минералов……………….	4
Лабораторная работа 2. Формы нахождения минералов в природе…….	9
Лабораторная работа 3. Изучение минералов и их диагностических свойств по коллекциям……………………………………………………..	16
Лабораторная работа 4. Контрольные определения минералов………...	29
Лабораторная работа 5. Изучение магматических горных пород……….	30
Лабораторная работа 6. Изучение осадочных горных пород……………	38
Лабораторная работа 7. Изучение коллекции метаморфических пород..	45
Лабораторная работа 8. Контрольные определения образцов…………..	52
Лабораторная работа 9. Работа с горным компасом……………………..	54
Лабораторная работа 10. Работа с геологическими картами……………	58
Список рекомендуемой литературы......…………………………………..	85

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛОВ

Цель и содержание. Ознакомить студентов с физическими свойствами основных минералов, которые очень важны для их диагностики. Научить студентов определять минералы по комплексу характерных физических свойств, не прибегая к более трудоемким исследованиям. В данной работе рассматриваются главным образом те свойства, которые могут использоваться при визуальной диагностике минералов.

Теоретическое обоснование. Минералы – это однородные по составу и строению природные химические соединения, возникающие в результате разнообразных процессов, происходящих внутри земной коры и на ее поверхности. Большая часть минералов встречается очень редко, и только около 50 из них широко распространены и составляют основную массу горных пород. Это породообразующие минералы.

Существует ряд свойств (внешних признаков), по которым можно отличить один минерал от другого. К ним относятся оптические, механические, легко определяемые химические и другие свойства. Оптические свойства минералов: это цвет, цвет черты, прозрачность, блеск. Механические свойства: твердость, спайность, излом, плотность. Кроме того, легко определить характер взаимодействия с соляной кислотой, вкус и некоторые другие свойства.

Оптические свойства. Цвет или окраска минералов – свойство, которое, прежде всего, обращает на себя внимание любого исследователя. Для некоторых минералов цвет является постоянным признаком (малахит, азурит, киноварь). Для большинства минералов этот признак непостоянен. Так, например, полевые шпаты встречаются белые, желтые, красные, зеленые, серые. Цвет минералов зависит от их химического состава, внутренней структуры, механических примесей и, главным образом, от присутствия химических примесей элементов. Эти элементы могут быть основными элементами минерала (Cu – в малахите; Mn – в родоните), а могут входить в состав минералов лишь в виде примесей. Примеси чаще меняют окраску светлоокрашенных минералов (кварц, кальцит, гипс и др.).

Изменять окраску минерала может также возникающая на его поверхности разноцветная пленка – побежалость. Возникновение побежалости особенно характерно для рудных минералов в результате окисления.

Характеризуя цвет минерала в диагностических целях, следует стремиться к наиболее точному его описанию. Поэтому используют сложные определения, например, молочно-белый, свинцово-серый, светло-зеленый.

Цвет черты (цвет минерала в порошке). Является более постоянным признаком, чем цвет куска минерала в изломе. Играет решающую роль в определении минерала. Так, например, минерал лимонит бывает коричневый, желтый и даже черный, но цвет его черты всегда коричневый. Определяется по черте, оставляемой минералом на шероховатой фарфоровой пластинке (бисквите). Однако, это возможно лишь для минералов, твердость которых невелика. У светлоокрашенных минералов черта всегда белая.

Прозрачность – способность минералов пропускать свет без изменения направления его распространения. Прозрачность зависит от кристаллической структуры минерала, интенсивности его окраски, состава и условий его образования. По степени прозрачности минералы подразделяются на прозрачные, полупрозрачные, просвечивающиеся по тонкому краю, непрозрачные.

Блеск – способность минерала отражать свет, падающий на его поверхность. Это свойство также зависит от структуры минерала. По блеску минералы делят на две большие группы: с металлическим блеском (латунный, свинцовый) и с неметаллическим блеском (алмазный, стеклянный, жирный, восковой, перламутровый, шелковистый). Встречаются минералы, поверхность которых лишена блеска. Такие минералы называются матовыми. Металлический блеск имеют те минералы, которые дают черную черту. Неметаллический блеск характерен для минералов, дающих цветную черту. Исключением являются самородные элементы (золото, серебро, медь) и некоторые сульфиды (халькопирит), которые дают цветную черту, но относятся к минералам с металлическим блеском.

Механические свойства. Твердость – способность минералов оказывать сопротивление внешнему механическому воздействию (царапанию, резанию, истиранию) более прочным телом. Этот признак зависит от внутреннего строения минерала и отражает прочность химических связей между атомами в кристаллической решетке. Твердость определяется методом Ф. Мооса, разработавшего шкалу твердости по степени царапания минералов алмазом и друг другом. В шкале в качестве эталонов используются десять минералов с известной и постоянной твердостью. Эти минералы располагаются в порядке возрастания твердости (табл.1).

Таблица 1 – Шкала твердости Мооса

Наименование минералов	Твердость по Моосу	Характеристика твердости
Тальк	1	Легко чертится ногтем
Гипс	2	Царапается ногтем
Кальцит	3	Легко царапается ножом
Флюорит	4	С трудом царапается ножом
Апатит	5	Нож не оставляет царапины
Ортоклаз	6	Оставляет царапину на стали и стекле
Кварц	7	Легко царапает сталь и стекло
Топаз	8	Царапает стекло и горный хрусталь
Корунд	9	Легко царапает сталь, стекло и все минералы, кроме алмаза
Алмаз	10	Режет стекло

Примечание: твердость стекла 5 – 5,5

Определяя твердость минерала, следует провести по его поверхности острой гранью минерала из шкалы твердости. Образовавшийся порошок надо удалить, чтобы рассмотреть осталась царапина или нет. В первом случае минерал будет тверже, а во втором – мягче эталона шкалы твердости.

Спайность – способность кристаллов минерала при ударе раскалываться по направлениям, параллельным граням кристалла с образованием гладких, блестящих плоскостей. Выделяют несколько видов спайности: весьма совершенную, совершенную, среднюю, несовершенную и весьма несовершенную.

Весьма совершенная спайность – минерал легко разделяется в одном направлении на листочки или пластинки с параллельными, ровными плоскостями спайности (слюда, графит). Совершенная спайность – при ударе минерал разрушается и образуются обломки, ограниченные плоскостями спайности, обычно в трех направлениях (галит, кальцит). Средняя спайность (явственная, отчетливая) характерна для минералов, образующих при расколе как гладкие пластинки (плоскости спайности), так и поверхности с неровным изломом (полевые шпаты). Несовершенная спайность – большая часть поверхностей осколков неправильная, очень редко встречаются небольшие участки плоскостей спайности (апатит). Весьма несовершенная спайность – полное отсутствие плоскостей спайности, наблюдаются только поверхности излома (кварц).

Спайность минералов отчетливо показывает, что прочность его резко различна в зависимости от направления. Она обусловлена закономерным расположением атомов и ионов внутри кристалла и объясняется тем, что в пространственной решетке существуют плоские сетки, притяжение между которыми наименьшее.

Излом – вид поверхности, образующейся при раскалывании минеральных агрегатов. Эта характеристика особенно важна при изучении минералов, обладающих несовершенной и весьма несовершенной спайностью. Различают раковистый, занозистый, ступенчатый, зернистый, крючковатый, рубленый, игольчатый, ровный и неровный излом.

Плотность минералов различна, зависит от химического состава. При определении минералов по внешним признакам плотность с большой точностью не определяется. Достаточно деления минералов на две группы: легкие, в состав которых входят легкие химические элементы (алюминий, калий), и тяжелые, имеющие в составе тяжелые элементы (свинец, вольфрам, барий).

Минералы, имеющие в своем составе углекислые соли, под действием раствора соляной кислоты выделяют в виде пузырьков углекислый газ – «вскипают». Особенно хорошо растворяется в кислоте кальцит и его полиморфная разновидность – арагонит. В порошке с кислотой взаимодействует доломит. Магнезит и сидерит реагируют с нагретой кислотой.

При полевом определении минералов используются также такие свойства, как магнитность, вкус, запах и другие. Минерал магнетит отклоняет стрелку компаса; галит – соленый на вкус, сильвин – горько-соленый; сера – с резким запахом.

Аппаратура и материалы. Наборы одиночных природных кристаллов, сростков различных минералов. Фарфоровые пластинки (бисквиты), компас, 10 % соляная кислота, шкалы твердости.

Указания по технике безопасности. Работать с кислотой осторожно, избегая попадания реактива в глаза.

Методика и порядок выполнения работы. Рекомендуется следующий порядок определения минералов. Определяются основные физические свойства: цвет, цвет черты, прозрачность, блеск, твердость, спайность, излом, магнитность, взаимодействие с HCl.

Содержание отчета и его форма. В отчете следует отразить цель работы, кратко теоретические предпосылки, порядок выполнения работы. Определить на различных минералах их свойства. При защите работы студент должен представить отчет о выполненной работе, ответить на вопросы, предложенные преподавателем, и показать умение в определении физических свойств минералов по образцам из коллекции.

Вопросы для защиты работы

1. Каковы специфические особенности и приемы макроскопического метода определения минералов?

2. Каковы главные физические свойства минералов?

3. Какие минералы входят в шкалу Мооса (шкалу твердости)?

4. Что такое цвет черты минералов и как его определить?

5. Что такое спайность минералов? Какие существуют виды спайности?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ

Цель и содержание. Ознакомиться с основными морфологическими особенностями минералов и научиться определять их на предложенных образцах и на рисунках. В методических указаниях предлагаются для изучения морфологические формы, наиболее часто встречающиеся в образцах, изучаемых студентами на учебных практиках, и дается их характеристика.

Теоретическое обоснование. Внешний вид минералов различен. Он определяется размерами и морфологией. В природе минералы распространены, главным образом, в виде зерен неправильной формы, не имеющих кристаллических граней. Хорошо ограненные кристаллы встречаются значительно реже. Кристаллы – это твердые тела, атомы и ионы которых образуют правильные упорядоченные периодические структуры – кристаллические решетки.

Ниже приводятся общие особенности морфологии кристаллов и их граней, что имеет практическое значение при определении минералов.

Облик кристаллов (габитус). Поскольку любое тело в пространстве имеет три измерения, можно выделить следующие формы кристаллов:

1. Изометрические формы – формы, одинаково развитые во всех трех направлениях в пространстве.

2. Формы, вытянутые в одном направлении (призматические, столбчатые, шестоватые, игольчатые, волокнистые кристаллы).

3. Формы, вытянутые в двух направлениях при сохранении третьего короткого. К ним относятся таблитчатые, пластинчатые, листоватые и чешуйчатые кристаллы.

Двойники. Многие минералы встречаются в виде правильных сростков одиночных кристаллов, которые называются двойниками, тройниками и т. д. Для некоторых минералов такие сростки являются довольно надежными диагностическими признаками: «ласточкины хвосты» гипса (рис. 1); крестообразные двойники ставролита (от греч. stavros – крест).

Рисунок 1 – Единичный кристалл гипса (1) и двойник срастания «ласточкин хвост» (2)

Штриховатость. Нередко грани кристаллов бывают покрыты бороздами или штрихами. Для некоторых минералов это свойство постоянно и служит одним из диагностических признаков. Так, штриховка вдоль вытянутости кристалла характерна для турмалина и эпидота. Штриховка поперек граней наблюдается на призматических гранях кварца. Для кубических кристаллов пирита характерно расположение штрихов на одной грани перпендикулярно по отношению к каждой соседней грани.

Минеральные агрегаты – сростки минеральных зерен, кристаллов. Агрегаты могут быть мономинеральными (от греч. monos – один, единственный), т. е. состоять из одного минерала (мрамор) и полиминеральными (от греч. polis – многочисленный), представленными несколькими различными минералами (гранит). При описании минеральных агрегатов следует обращать внимание на размер отдельных зерен и их форму. По размеру слагающих кристаллов агрегаты могут подразделяться на гигантокристаллические – слагающие кристаллы более 3 см; крупнокристаллические – 3–1 см; среднекристаллические – 1–0,3 см; мелкокристаллические – менее 0,3 см. Выделяются также скрытокристаллические агрегаты, отдельные зерна которых не видны невооруженным глазом.

По строению и морфологическим признакам агрегаты весьма разнообразны и поэтому приобрели особые названия.

Зернистые агрегаты. Они сложены кристаллическими зернами, иногда в комбинации с хорошо образованными кристаллами. Этот тип агрегатов наиболее широко распространен в земной коре (полнокристаллические магматические породы, многие руды месторождений полезных ископаемых.).

Форма зерен, слагающих агрегаты, накладывает отпечаток на морфологические особенности агрегатов. Если агрегат сложен зернами более или менее изометрической формы, то его называют просто зернистым. Если зерна имеют пластинчатый облик, то такие агрегаты называют листоватыми или чешуйчатыми в зависимости от размеров слагающих индивидов. Агрегаты, зерна которых вытянуты в одном направлении, носят название шестоватых, игольчатых, волокнистых. По степени заполнения пространства различают плотные и рыхлые зернистые агрегаты.

Друзы (от нем. druse – щетка) – закономерные сростки минералов, наросших на стенках каких-либо пустот (рис. 2). По друзам часто удается изучить последовательность выделения разных минералов. Хорошо образованные кристаллы возникают в свободном пространстве, т. е. в каких-либо первичных пустотах, полых трещинах. К этой категории относятся кристаллические корки и щетки.

Рисунок 2 – Друза кварца

Секреции (от лат. secretion – выделение) образуются в результате заполнения неправильных, но обычно округлой формы, пустот кристаллическим или коллоидным веществом. Характерной особенностью большинства секреций является последовательное концентрически послойное отложение минерального вещества по направлению от стенок пустоты к центру. Отдельные слои отличаются друг от друга по цвету и составу. Мелкие секреции (до 10 мм в поперечнике) называются миндалинами, крупные – жеодами.

Конкреции – округлые и шаровидные выделения минералов, в которых минеральное вещество нарастает от центра к периферии. Строение может быть скорлуповатым или радиально-лучистым (рис. 3). Размеры конкреций колеблются от миллиметров до десятков сантиметров, иногда до метров в поперечнике. Мелкие конкреции (менее 2–3 см) называются оолитами (от греч. oon – яйцо и lithos – камень) (рис. 4). Оолиты возникают в водных средах вокруг песчинок, обломков органических остатков и даже вокруг пузырьков газа. Особенностью оолитов является концентрическая слоистость, иногда скорлуповатость. Аналогичные по форме, но не обладающие концентрической слоистостью образования называют псевдооолитами (бобовинами). В виде конкреций встречаются фосфорит, пирит, марказит, сидерит, барит и другие минералы.

Рисунок 3 – Конкреция фосфорита Рисунок 4 – Оолиты арагонита

Натечные образования возникают при выпадении минерального вещества из растворов, текущих по открытым поверхностям. Эти минеральные образования возникают за счет коллоидов – гелей. Они наблюдаются в пустотах. Постепенно теряя испаряющуюся воду, коллоидные растворы густеют и под влиянием силы тяжести свисают с верхних частей пустот в виде сталактитовых, почковидных, гроздевидных и прочих форм (рис. 5). В таком виде они, в конце концов, затвердевают. В нижних частях пустот за счет падающих капель возникают поднимающиеся кверху конусообразные сталагмиты. Натечные формы могут иметь также вид сосулек и желваков.

а б

Рисунок 5 – Натечные формы выделения минералов: а) сталактитовые занавесы кальцита; б) желваки гематита

Землистые массы представляют собой мягкие мучнистые образования, в которых невозможно различить даже с помощью лупы какие-либо кристаллические образования. Обычно они наблюдаются в виде корок или скоплений, возникающих при химическом выветривании горных пород. В зависимости от цвета такие массы называются сажистыми (черные) или охристыми (желтого и бурого цвета). Встречаются землистые минеральные образования различной окраски гидросиликатов никеля, сажистые образования гидроокислов марганца, охристые образования гидроокислов железа.

Налеты и примазки встречаются в виде тонких пленок на поверхности кристаллов и представляют собой различные по составу вещества (тонкие пленки бурых гидроокислов железа на кристаллах горного хрусталя, примазки медной зелени и сини в горных породах, вмещающих медные месторождения).

Выцветы – рыхлые пленки, корочки или спорадически рассеянные моховидные и пушистые образования каких-либо солей, чаще всего легко растворимых водных сульфатов, периодически появляющиеся на поверхности руд, горных пород, сухих почв. В дождливые периоды года они исчезают, а в сухую погоду появляются вновь.

Дендриты (от греч. dendron – дерево) образуются в результате быстрой кристаллизации минералов в тонких трещинах и порах породы и напоминают причудливые по форме ветки растений (дендритоподобные выделения гидроокислов марганца на поверхности пород или вдоль тонких трещин) (рис. 6).

Рисунок 6 – Дендриты

Иногда минералы выделяются в несвойственной им форме, образуя точную копию другого минерала или органического образования. Такие формы называются псевдоморфозами (от греч. pseudos – ложь, morphe – форма), т. е. ложными формами. Незначительное количество минералов не имеет кристаллической решетки, т. е. выделяются не в кристаллическом, а в аморфном или коллоидном состоянии.

Форма нахождения минералов в природе и особенности строения минеральных агрегатов позволяют судить об условиях их образования.

Аппаратура и материалы. Набор минералов различных морфологических типов, рисунки, плакаты, иллюстрирующие морфологические особенности минералов.

Указания по технике безопасности (см. лабораторная работа 1).

Методика и порядок выполнения работы. Используя имеющиеся методические пособия, плакаты, рисунки, учебники, студент должен последовательно описать характерные морфологические признаки минералов и минеральных агрегатов, предложенных преподавателем: степень изометричности, габитус, размеры зерен зернистых агрегатов, двойники, псевдоморфозы.

Содержание отчета и его форма. В отчете следует отразить цель работы, кратко теоретические предпосылки, порядок выполнения работы. Пользуясь предложенными методическими указаниями, учебниками, учебно-методическими пособиями и коллекциями описать и зарисовать различные морфологические типы минеральных индивидов и агрегатов, дать их краткую характеристику, осветить особенности и условия образования. Результаты работы представить в виде таблицы 2.

Таблица 2 – Морфология минералов

Рисунок минерала	Краткая характеристика, особенности морфологического типа, условия образования

При защите работы студент должен представить отчет о выполненной работе, ответить на вопросы, предложенные преподавателем, определить морфологические типы агрегатов по образцам из коллекции.

Вопросы для защиты работы

1. Какие формы кристаллов характерны для минералов?

2. Связана ли морфология минералов с особенностями их кристаллической структуры?

3. Для каких минералов штриховатость граней является диагностическим признаком?

4. Что такое двойники? Для каких минералов они наиболее типичны и облегчают их диагностику?

5. Чем обусловлены характерные морфологические особенности минеральных агрегатов?

6. Перечислите главнейшие типы минеральных агрегатов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

ИЗУЧЕНИЕ МИНЕРАЛОВ И ИХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПО КОЛЛЕКЦИЯМ

Цель и содержание. Научить студентов определять название минералов и их характерные признаки. Ознакомить с классификацией минералов по типу химического соединения элементов. Рассмотреть условия образования породообразующих минералов. Ознакомить с практическим применением минералов.

Теоретическое обоснование. Минералы (от греч. minera – руда) – это однородные по составу и строению природные химические соединения, возникающие в результате разнообразных процессов, происходящих внутри земной коры и на ее поверхности. Большинство минералов твердые кристаллические тела. Реже встречаются жидкие и газообразные минералы.

Минералы слагают не только твердые оболочки Земли, но и планеты земной группы, астероиды, Луну, метеориты, частицы космической пыли. Известно около 3,5 тысяч минеральных видов.

Свойства минералов зависят от их химического состава и внутреннего строения. Эти признаки положены в основу классификации минералов. Выделяют следующие классы минералов: самородных элементов, сульфидов, карбонатов, оксидов и гидроксидов, сульфатов, галоидных соединений, фосфатов, силикатов и алюмосиликатов. Ниже приводится краткая характеристика классов минералов.

Класс самородных элементов. В этот класс входят более 30 элементов, находящихся в самородном состоянии. Это металлы (железо, медь), полуметаллы (мышьяк, сурьма, висмут) и неметаллы (сера, углерод).

Минералы класса самородных элементов не являются породообразующими, но имеют большое практическое значение.

По происхождению самородные элементы связаны с магматическими, гидротермальными и метаморфическими процессами. Распространение их в земной коре невелико. Наиболее распространенными являются благородные металлы – платина, золото и серебро, а также графит и сера.

Класс сульфидов. В этот класс входит большое количество минералов, представляющих собой сернистые соединения металлов. Наиболее распространены сульфиды железа (пирит), меди (халькопирит), свинца (галенит) и цинка (сфалерит). Минералы имеют темную окраску, металлический блеск и высокую плотность.

Минералы класса сульфидов, как правило, образуются в гидротермальных условиях и встречаются в виде прожилков, гнезд или кристаллов. В зоне выветривания сульфиды разрушаются, переходя в сульфаты, окислы, карбонаты и другие соединения.

Класс карбонатов насчитывает около 80 представителей. Карбонаты – это соли угольной кислоты (Н₂СО₃), для которых характерна реакция с соляной кислотой.

Минералы класса карбонатов имеют светлую окраску, низкую твердость, небольшой удельный вес, а также широкое распространение в верхней части литосферы. Наиболее распространенными являются кальцит, доломит, магнезит, сидерит.

Класс оксидов и гидроксидов объединяет минералы, образованные соединениями металлов и полуметаллов с кислородом, с гидроксильной группой ОН^– или водой. Минералы этого класса образуются как в эндогенных (внутренних), так и в экзогенных (поверхностных) условиях. Некоторые из них относятся к породообразующим, некоторые – к рудам. Самыми распространенными являются оксид кремния SiO₂ (кварц), оксиды и гидроксиды железа (гематит, магнетит, лимонит).

Практическое значение минералов этого класса велико, так как они образуют руды черных, цветных и редких металлов, слагают многие неметаллические полезные ископаемые. Некоторые из них играют роль драгоценных и поделочных камней.

Класс сульфатов включает минералы, представленные солями серной кислоты. Минералы этого класса осаждаются из поверхностных вод, связаны с окислением сульфидов и серы в зоне выветривания. Минералы обычно светлые, с низкой твердостью и небольшим удельным весом. Главными представителями класса являются: ангидрит, гипс, барит.

Класс галоидов содержит около 100 минералов, представляющих собой соли галогеноводородных кислот HF, HCl, HBr, HI. Как породообразующие минералы имеют небольшое значение, но их скопления рассматриваются как сырье для химической и пищевой промышленности, металлургии и сельского хозяйства. Наиболее часто встречаются галит, сильвин и флюорит.

Образование галоидов связано с усыханием поверхностных соленосных бассейнов, а также с гидротермальными процессами.

Класс фосфатов объединяет большое количество минералов. Фосфа-ты – это минералы, образованные солями ортофосфорной кислоты (Н₃РО₄). Наиболее широко распространенным минералом является апатит.

В класс силикатов и алюмосиликатов (далее просто силикаты) входят наиболее важные и широко распространенные в земной коре породообразующие минералы. Силикатами являются около 800 минералов, которые характеризуются сложным химическим составом и внутренним строением. Одним из основных элементов в составе силикатов является кремний (Si). Присутствуют также кислород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий, калий, водород.

Самыми распространенными являются минералы группы полевых шпатов. Реже встречаются пироксены, амфиболы и слюды.

По происхождению силикаты связаны с эндогенными (магматическими, пегматитовыми, метаморфическими) и экзогенными процессами. Силикаты экзогенного происхождения представляют собой продукты выветривания или изменения первичных минералов.

Силикаты – это ценные неметаллические полезные ископаемые, руды на рассеянные элементы, цветные металлы и редкие земли. Ряд силикатов используется в качестве драгоценных и поделочных камней (изумруд, гранаты, аквамарин, топаз).

Аппаратура и материалы. Коллекция минералов различных классов, лупы, шкала Мооса, фарфоровые и стеклянные пластинки для определения цвета черты и твердости, магниты, 5–10 % соляная кислота, рекомендованные таблицы и рисунки.

Указание по технике безопасности (см. лабораторная работа 1).

Методика и порядок выполнения работы. Для того чтобы распознать минералы в лабораторных условиях, не прибегая к специальным методам минералогического исследования и оборудованию, необходимо знать и уметь определять их основные диагностические свойства. Способы определения минералов разнообразны и не могут быть сведены к одному или нескольким приемам. Многое зависит от того, насколько хорошо выражены свойства минерала и насколько широко этот минерал распространен в природе.

Для определения минералов рекомендуется использовать метод исключения. Путем сопоставления физических свойств исключаются отдельные классы минералов и выделяются один – два класса, к которым предположительно относится данный минерал. Например, если минерал обладает хорошо выраженным металлическим блеском, то он, скорее всего, относится к классу сульфидов или самородных элементов. Название этого минерала надо искать внутри этих классов.

Рекомендуется следующий порядок определения минералов:

1. Определяются и записываются основные физические свойства: твердость, плотность (г/см³), цвет, цвет черты, блеск, спайность, магнитность, взаимодействие с HCl.

2. Определяется принадлежность минерала к тому или иному классу (классам) по совокупности признаков.

3. Определяется место минерала внутри класса (название, разновидности и т. д.).

При описании минералов рекомендуется использовать данные, приведенные в таблице 3.

Таблица 3 – Характеристика минералов различных классов

№ образца	Наименование минерала, химическая формула	Твердость/ плотность	Цвет	Цвет черты/ блеск	Спайность/ излом	Происхождение минерала	Практическое применение
1	2	3	4	5	6	7	8
Класс «Самородные элементы»
1	Медь (Сu) с примесями золота и серебра	2,5–3,0/ 8,5–8,9	медно-красный	металлически-блестящий/ металлический	отсутствует/	самородное, осадочное, окисление медно-сульфидных месторождений	электротехника, приборостроение, машиностроение
2	Серебро (Ag) с примесями золота и меди	2,5/ 10,1–11,1	серебряно-белый	металлически-блестящий/ металлический	отсутствует/	гидротермальное, зоны окисления сульфидных месторождений	электроника, ювелирное дело, медицина, химическая п ромышленность
3	Золото (Au) с примесями Cu, свинца (Pb)	2,5–3/ 13,6–18,3	золотисто-желтый	металлически-желтый/ металлический	отсутствует/	гидротермальное, россыпное	ювелирное дело, электроника, медицина
4	Железо (Fe)	4–5/ 7–7,8	стально-серый	стально-серый, блестящий/ металлический	отсутствует/	магматическое (ультраосновные и основные породы)	электротехника, приборостроение, машиностроение
5	Платина (Pt)	4–4,5/ 15–19	белый	белый/ металлический	отсутствует/ неровный	магматическое (ультраосновные породы)	электроника, ядерная техника, ракетостроение, текстильная промышленность
6	Сера (S)	1–2/ 2,05–2,08	желтый с различными оттенками	не дает/ алмазный, в изломе – жирный	несовершенная/ неровный	при вулканических извержениях, разложении сернистых металлов, осадочным путем	химическая промышленность (для производства серной кислоты), текстильная промышленность
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
7	Алмаз (С)	10/ 3,5–3,6	бесцветный, голубой, бурый, зеленый	не дает/ алмазный	средняя/	пегматитовое (в кимберлитах)	ювелирное дело, абразивный и режущий материал, при бурении
8	Графит (С)	2,23/ 12,1	железно-черный до стального	черный блестящий/ металловидный	совершенная/	магматическое, метаморфическое	металлургическая, электротехническая, атомная, химическая промышленность
Класс «Сульфиды»
9	Галенит (PbS)	2–3/ 7,4–7,6	свинцово-серый	серовато-черный блестящий/ металлический	совершенная/ ступенчатый	гидротермальное, контактово- метаморфическое, осадочное	р уда на свинец, серебро, бериллий, медь, цинк
10	Сфалерит (ZnS)	3–4/ 3,5–4,2	бурый, черный	белый, желтый, бурый/алмазный	совершенная/ неровный	гидротермальное, хемогенно-осадочное	руда на цинк
11	Киноварь (кровь дракона) (HgS)	2–2,5/ 8,1–8,2	красный	красный/ алмазный	совершенная/	гидротермальное	руда на ртуть, медицина, электротехника, химическая промышленность
12	Халькопирит (CuFeS2)	3,5–4/ 4,2	латунно-желтый	черный с зеленоватым оттенком/ металлический	несовершенная/ неровный	магматическое, гидротермальное, метаморфическое, осадочное	руда на медь, электротехника, машиностроение, приборостроение
13	Пирит (FeS2)	6–6,5/ 4,9–5,2	латунно-желтый	буровато или зеленовато-черный/ металлический	несовершенная/неровный, раковистый	магматическое контактово-метасоматичес-кое, осадочное	химическая промышленность
14	Молибденит (MoS2)	1/ 4,7–4,8	свинцово-серый	серый/ металлический	весьма совершенная/ листоватый	гидротермальное, магматическое	оборонная промышленность
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
15	Аурипигмент (As2S3)	1–2/ 3,4–3,5	лимонно-желтый с бурым	лимонно-желтый/ от полуметаллического до алмазного	совершенная/ листоватый, чешуйчатый	гидротермальное, вулканическое	руда на мышьяк, сельское хозяйство, стекольное производство, кожевенная промышленность
Класс «Карбонаты»
16	Кальцит (СаСОЗ)	3/ 2,6–2,8	бесцветный, белый, розовый, желтый	белый/ стеклянный, перламутровый	совершенная/ ровный, ступенчатый	гидротермальное, осадочное	строительство, металлургическая, химическая промышленность, сельское хозяйство, ювелирное дело
17	Арагонит (СаСОЗ)	3,5–4/ 2,9–3	белый, желтовато-белый, фиолетовый	белый/ стеклянный	отсутствует/	гидротермальное, осадочное	с троительство, металлургическая, химическая промышленность
18	Магнезит (MgСОЗ)	4–4,6/ 2,9–3	белый с желтоватым или сероватым оттенком	белый/ стеклянный	совершенная/ ступенчатый, раковистый, неровный	гидротермальное, осадочное	металлургия, химическая, фармацевтическая промышленность
19	Доломит Ca,Mg(СОЗ)	3,5–4/ 1,8–2,9	серовато-белый с желтоватым, буроватым оттенком	белый/ стеклянный	совершенная/ косо-ступенчатый	гидротермальное, осадочное	строительство, металлургическая, химическая промышленность, сельское хозяйство
20	Сидерит (FeCОЗ)	3,5–4,5/ 3,9	желтовато-бе-лый, сероватый	бесцветный/ стеклянный	совершенная/ ступенчатый	гидротермальное, осадочное	руда на железо
21	Малахит Cu[CO3](OH)2	3,5–4,5/ 3,9–4,1	ярко-зеленый, черно-зеленый	бледно-зеленый/ стеклянный до алмазного	средняя/ землистый	зона окисления медно-сульфидных месторождений	руда на медь, декоративный, поделочный камень
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
22	Азурит Cu3[CO3]2(OH)2	3,5–4/ 3,7–3,9	темно-синий, голубой	голубой/ стеклянный	средняя/ плотный, землистый	зона окисления медно-сульфидных месторождений	руда на медь, химическая промышленность
Класс «Оксиды и гидроксиды»
23	Корунд (Аl2ОЗ)	9/ 4–4,1	синевато-желтовато-серый	/стеклянный до алмазного	отсутствует/ неровный, раковистый	магматическое, контактово-метасоматическое, метаморфическое	абразивный материал, квантовая электроника, приборостроение
24	Гематит (Fe2О3)	5,5–6/ 5–5,3	железно-черный до стально-серого	вишнево-крас-ный/полуметаллический	отсутствует/ неровный	магматическое, гидротермальное; контактово-метасоматический	металлургическая, химическая промышленность
25	Магнетит (Fe3О4)	5,5–6/ 4,9–5,2	железно-черный	черный/ полуметаллический	отсутствует/ раковистый, неровный	магматическое, контактово-метасома-тическое, гидротермальное	м еталлургическая промышленность
26	Хромит (FeCr2O4)	5,5–7,5/ 4–4,8	черный	бурый/ металловидный	отсутствует / зернистый	магматическое	металлургическая промышленность
27	Лимонит (Fe2О3·n H2O)	1,5–5,5/ 2,7–4,3	темно-бурый до черного	желто-бурый/ полуметаллический, смолистый	несовершенная/ раковистый	экзогенное	металлургическая промышленность
28	Кварц (SiO2)	7/ 2,5–2,8	серовато-белый, белый, серый	/жирный, стеклянный	отсутствует/ раковистый, неровный	магматическое (кислые породы), пегматитовое, осадочное	электроника, радиотехника, оптика, точная механика, строительство, ювелирное дело
29	Опал (SiO2·n H2O)	5,5–6,5/ 1,9–2,5	Бесцветный, белый, желтый, голубой	светлый/ жирный, восковой, перламутровый	отсутствует/ раковистый	экзогенное, осадочное биогенное	строительство, ювелирное дело
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
Класс «Сульфаты»
30	Барит (BaSO4)	3–3,5/ 4,3–4,7	бесцветный, прозрачный	бесцветный/ стеклянный	совершенная/ неровный	гидротермальное, зона выветривания	химическая и топливная промышленность
31	Гипс (CaSO4·2H2O)	2/ 2,3	бесцветный, белый	белый/ стеклянный, перламутровый	весьма совершенная/ ровный	осадочное, в зоне выветривания	строительство, медицина
32	Ангидрит (CaSO4)	3–3,5/ 2,6	белый с голубым оттенком	белый/ стеклянный до жирного, перламутровый	совершенная/ неровный	осадочное, гидротермальное	строительство, сельское хозяйство, химическая промышленность
Класс «Галоидов»
33	Галит (NaCl)	2,5/ 2,2–2,3	бесцветный, желтый	белый/ стеклянный, жирный	совершенная/ ступенчатый	осадочное (хемогенное)	п ищевая, химическая промышленность, медицина
34	Сильвин (КCl)	2/2	бесцветный, белый, серый	бесцветный, белый/стеклянный, жирный	совершенная/ ступенчатый	осадочное (хемогенное)	химическая промышленность, сельское хозяйство, медицина
35	Флюорит (СаF2)	4/ 3,1–3,2	бесцветный, желтый	бесцветный, белый/ стеклянный	совершенная/ ступенчатый	гидротермальное, магматическое, метаморфическое	металлургическая, химическая промышленность
Класс «Фосфатов»
36	Апатит (Са5[PO4]3(F,Cl,OH))	5/ 3,1–3,3	белый, светло-зеленый	белый/ стеклянный, жирный	несовершенная/ неровный, раковистый	магматическое, контактово-метасоматическое, гидротермальное	химическая промышленность, сельское хозяйство, ювелирное дело
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
Класс «Силикатов и алюмосиликатов»
37	Оливин ((Mg, Fe)2[SiO4])	6,5–7/ 3,2–3,5	оливково-зеленый, бутылочный, буроватый	белый/ стеклянный до жирного	средняя/ мелкораковистый	магматическое: ультраосновные, основные породы	огнеупорное сырье, ювелирное дело
38	Гранаты (А3В2[SiO4]3)	6,5–7,5/ 3,4–4,3	бесцветный, желтый, красный, зеленый	белый/ стеклянный, алмазный, жирный	несовершенная/ раковистый, занозистый, шероховатый	метаморфическое, магматическое, в россыпях	ювелирное дело, обрабатывающая промышленность
39	Диопсид (CaMg[Si2O6])	5,5–6/ 3,3	серый с зеленоватым оттенком	белый, слегка зеленоватый/ стеклянный	средняя/ ступенчатый до неровного	магматическое: ультраосновные, основные породы, метаморфическое	ю велирное дело
40	Роговая обманка (Ca,Na)2 (Mg,Fe)(Al,Fe) [(Al, Si,)4O11]2 [OH]2	5,5–6/ 3–3,5	темно-зеленый до черного	зеленый/ стеклянный, полуметаллический	совершенная под углами 56° и 124°/ ступенчато-неровный, шероховатый	магматическое, метаморфическое, в скарнах	важный породообразующий минерал
41	Серпентин Mg6[Si4O10] (OH)8	2,5–3/ 2,5–2,7	темно-зеленый, желто-зеленый	белый/ восковой, жирный, стеклянный	весьма совершенная/ занозистый, раковистый	гидротермальное, в корах выветривания ультраосновных пород	производство жаро- и кислоупорных материалов, поделочный камень
42	Каолинит Al4[Si4O10] (OH)8	1/ 2,6	белый, желтоватый или сероватый	белый/ матовый, тусклый, перламутровый	весьма совершенная/ землистый, раковистый	гидротермальные изменения и выветривание полевых шпатов	фарфоровая, косметическая и мыловаренная промышленность, строительство
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5	6	7	8
43	Монтмориллонит	очень мягкий	белый с серым или синеватым оттенком	белый/ матовый	совершенная/ землистый	выветривание основных пород в щелочной среде	строительство, бурение, пищевая промышленность
44	Тальк Mg3[Si4O10] (OH)2	1/ 2,6–2,8	белый, желтоватый, серый	белый/ шелковистый, жирный, перламутровый, стеклянный	весьма совершенная/ занозистый, неровный	гидротермальное изменение ультраосновных пород	керамическая промышленность, медицина, бумажная, текстильная промышленность
45	Мусковит КAl2[AlSi3O10] (OH, F)2	2–2,5/ 2,8–3,1	бесцветен, сероватый	белый/ стеклянный	весьма совершенная/ ровный	магматическое, гидротермальное, метаморфическое	электропромышленность, радиотехника, приборостроение
46	Биотит K(Mg, Fe)3 [AlSi3O10] (OH, F, Cl)2	2,5–3/ 3–3,1	черный, бурый	белый/ стеклянный, металловидный	весьма совершенная/ ровный, ступенчатый	магматическое, пегматитовое, метаморфическое	извлечение р убидия и цезия
47	Глауконит K(Fe, Al, Mg)2 [(Al, Si)4O10] (OH)2·n H2O	2–3/ 2,2–2,8	зеленый	зеленый/ матовый	весьма совершенная/ зернистый, землистый	осадочное	химическая промышленность, сельское хозяйство
48	Ортоклаз K[AlSi3O3]	6–6,5/ 2,54–2,63	светло-розовый, буровато-желтый	белый/ стеклянный, перламутровый	совершенная/ неровный, ступенчатый	магматическое (кислые, щелочные породы), осадочное	керамическая промышленность, ювелирное дело
49	Микроклин K[AlSi3O8]	6–6,5/ 2,5–2,6	серый, желтоватый, розовый	белый/ стеклянный, перламутровый	совершенная/ неровный, зернистый	магматическое (кислые, щелочные породы), метаморфическое	керамическая промышленность
50	Лабрадор Ab50An50 – Ab30An70	7/	темно-серый, зеленовато-серый	не дает/ стеклянный	совершенная/ неровный	магматическое	строительство (облицовочный материал)

Содержание отчета и его форма. В отчете следует отразить цель работы, кратко теоретические предпосылки, порядок выполнения работы. Определить на различных минералах предлагаемой коллекции их свойства и дать точное название минерала, его химический состав, используя таблицу 3. Результаты работы представить в виде таблицы 4.

Таблица 4 – Характеристика основных свойств минералов

Название минерала, химическая формула

Твердость, плотность

Цвет, цвет черты

Блеск

Спайность, излом

Магнитность, реакция с НCl

Происхождение

При защите работы студент должен представить отчет о выполненной работе и ответить на вопросы, предложенные преподавателем.

Вопросы для защиты работы

1. Как определяется блеск минерала? Какое диагностическое значение имеет этот признак?

2. Какие существуют основные классы минералов? Назовите главных представителей каждого класса.

3. Назовите виды спайности, характерные для минералов класса «карбонаты».

4. Какие группы минералов включает класс «оксидов»?

5. Отметьте общие диагностические признаки минералов классов: «сульфиды, оксиды, карбонаты, сульфаты, самородные элементы».

6. Минералы какого класса реагируют с соляной кислотой?

7. Дайте характеристику класса «силикатов».

8. Какое практическое значение имеют минералы класса «силикатов»?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

КОНТРОЛЬНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

Цель и содержание. Проконтролировать умение студентов определять название минералов и их характерные признаки. Установить владеют ли студенты специальной геологической терминологией, имеют ли представления о классах минералов и их практическом использовании.

Теоретическое обоснование. Минералы образуются в определенных физико-химических условиях. Своеобразие физико-химической обстановки в каждом отдельном случае способствует возникновению конкретного минерала или их скоплений.

Для удобства изучения минералы классифицируют, причем в основу классификации могут быть положены различные признаки: химическое строение, условия образования, практическое значение минералов.

Аппаратура и материалы. Коллекция минералов, лупы, шкала Мооса, фарфоровые и стеклянные пластинки, магниты, 5–10 % соляная кислота.

Указание по технике безопасности (см. лабораторная работа 1).

Методика и порядок выполнения работы. Студент должен внимательно изучить минералы, предложенные преподавателем в качестве контрольных образцов. Им определяются диагностические свойства минералов с использованием необходимых материалов (фарфоровые и стеклянные пластинки, лупа и др.). Определяется класс, к которому относится тот или иной минерал. Затем дается название и химическая формула минерала.

Содержание отчета и его форма. Форма отчета устная. В процессе дискуссии преподавателя и студента выясняются знания и умения студента.

Вопросы для защиты работы

1. Что такое механические свойства минералов? Перечислите их.

2. Как определяется твердость минерала?

3. Какие минералы включает класс «галоидов»?

4. В каких условиях образуются минералы класса «фосфатов» и «сульфидов»?

5. Какое практическое значение имеют минералы класса «оксидов и гидроксидов»? Приведите примеры.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

Изучение магматических горных пород

Цель и содержание. Ознакомить студентов с главными представителями магматических горных пород и условиями их образования. Научить по основным диагностическим признакам распознавать различные магматические породы. В методических указаниях содержатся основные сведения о магматических породах и приводятся диагностические признаки, характерные для наиболее распространенных типов пород.

Теоретическое обоснование. Горными породами называются агрегаты минералов более или менее постоянного состава, образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору. Минералы, присутствующие в горной породе в количестве не менее 10 %, называются главными породообразующими, менее 10 % – второстепенными. Одни и те же минералы могут быть для одних пород главными, для других – второстепенными.

Горные породы по происхождению делятся на магматические (изверженные), осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы образовались путем застывания и кристаллизации магмы в толще земной коры или путем охлаждения и затвердевания лавы, излившейся на поверхность Земли при вулканических извержениях. В зависимости от того, где происходит остывание магмы, образуются горные породы двух типов: интрузивные (глубинные, вторгшиеся) и эффузивные (излившиеся).

При внедрении магмы в толщу земной коры происходит ее медленное охлаждение и хорошая кристаллизация; при этом возникают глубинные магматические породы полнокристаллического строения. При излиянии магмы на поверхность Земли она попадает в условия более низких температур и давлений. Образующиеся в этих условиях эффузивные породы не успевают полностью кристаллизоваться и поэтому имеют неполнокристаллическое или стекловатое строение.

Классификация магматических горных пород, кроме того, основывается на содержании в них кремнезема SiO₂. По этому признаку выделяют четыре группы (табл. 5).

Таблица 5 – Химическая классификация магматических пород

Состав пород			Глубинные породы	Излившиеся породы
Химический		Минералогичес-кий		Палеотипные		Кайнотипные
1		2	3	4		5
Кислые SiO2 = 70–65 %		Кварц, полевые шпаты, слюда	Гранит	Кварцевый порфир		Липарит
Средние SiO2 = 65–52 %		Полевой шпат, роговая обманка, биотит Средний плагиоклаз, роговая обманка, авгит	Сиенит Диорит	Ортофир (порфир) Порфирит		Трахит Андезит
Основные SiO2 = 52–40 %		Основные плагиоклазы, авгит, оливин	Габбро	Диабаз		Базальт
	Продолжение таблицы 5
1		2	3		4	5
Ультраосновные SiO2  40%		Авгит Авгит, оливин, рудные минералы Оливин, рудные минералы	Пироксенит Перидотит Дунит

Особенности внутреннего строения породы, обусловленные соотношением ее составных частей и характером связи между ними, характеризует структура. Все глубинные магматические породы имеют полнокристаллические (зернистые) структуры. По крупности образовавшихся кристаллов (зерен) выделяют: крупнозернистые (более 5 мм); среднезернистые (от 5 мм до 1 мм); мелкозернистые (от 1 мм до 0,1 мм) и тонко зернистые (менее 0,1 мм) структуры.

По относительным размерам зерен различают равномернозернистые (кристаллические зерна имеют приблизительно одинаковые размеры) и неравномернозернистые (размеры зерен различны) структуры. Первые возникают при сохранении определенных условий кристаллизации в течение длительного времени, вторые – при резкой смене физико-химических условий кристаллизации. Излившиеся магматические породы по строению резко отличаются от глубинных. У них наблюдаются неполнокристаллические (порфировые) и стекловатые структуры.

Текстура (сложение) пород характеризует пространственное расположение составных частей породы в ее объеме, степень однородности ее сложения. Выделяются следующие текстуры магматических пород:

1. Однородная (массивная) текстура характеризуется тем, что минералы, слагающие породу, распределены по всей ее массе равномерно и любой ее участок не отличается от других участков.

2. Неоднородная (такситовая) текстура характеризуется тем, что отдельные участки породы отличаются друг от друга по составу или структуре, причем сами участки распределены в породе беспорядочно.

3. Полосатая (полосчатая) текстура характеризуется тем, что минералы, слагающие породу, расположены в виде более или менее правильных полос.

4. Пористая текстура характеризуется наличием в породе большого количества неправильной формы пор, образовавшихся при выделении из лавы растворенных в ней газов и паров.

5. Миндалекаменная (миндалевидная) текстура характеризуется тем, что пустоты в лаве выполнены каким-либо минералом (халцедон, кварц).

Формы залегания магматических пород весьма разнообразны. Определяются они количеством внедрившегося расплава, его химическими особенностями, в частности, вязкостью. Выделяются согласные формы залегания, когда магма проникает в породы согласно их напластованию, и несогласные, когда магма сечет напластование или вообще не зависит от него.

Одной из самых крупных форм залегания интрузивных магматических пород является батолит – куполообразное интрузивное тело больших размеров (площадью более 200 км²). Основание его погружается в недра Земли. Образование батолита происходит в условиях высоких давлений и медленного понижения температуры. Батолиты имеют чаще всего гранитный состав. Они развиты, например, на Украинском кристаллическом массиве, на Алтае, в Средней Азии, на Аляске.

Штоки по форме аналогичны батолитам, но отличаются меньшими размерами. Они образованы на значительной глубине и обычно связаны с батолитами.

Согласные интрузии. Лакколиты имеют караваеобразную форму с выпуклой поверхностью. Размеры сравнительно небольшие (от 100–200 м в поперечнике до нескольких километров). Слагаются вязкой магмой, внедрившейся между пластами осадочных пород и приподнявшей их. Подъем магмы происходит по вертикальному каналу. Примерами лакколитов являются горы Аю-Даг (Крым), Машук (Кавказ).

Лополиты имеют вид плоского блюдца или чаши. Их образование связано с опусканием подстилающих и покрывающих интрузию осадочных пород. Лополиты сложены основными и ультраосновными породами. Примерами лополитов служат Бушвельдский массив (Южная Африка) и лополит Седбери (Канада).

Факолиты – интрузивные тела, возникшие в результате затвердения магматического расплава, внедрившегося в толщу пород, испытывающих процессы складкообразования.

Силлы – согласные интрузивные тела (пластовые интрузии), образованные в тех случаях, когда поднявшаяся по трещине магма проникает в толщу пород по напластованию. Протяженность силл достигает сотен тысяч квадратных километров при мощности в сотни метров. Известны силлы в бассейнах Енисея и Ангары, в провинции Кару (Южная Африка).

Несогласные интрузии. Жилы – тела, секущие пласты осадочных или метаморфических пород, образующиеся в трещинах батолитов и подобных им тел. Жилы, имеющие вертикальное направление, называются дайками. Нередко они выступают на поверхность. Сложены жилы и дайки обычно основными породами.

Жерловины (некки) – заполнения вертикальных трубкообразных каналов. Образуются они в результате застывания лавы или смеси лавы и рыхлых продуктов извержения в нижней части жерла вулкана.

Формы залегания эффузивных пород менее разнообразны. Среди них наиболее распространены покровы, потоки, купола и пики. Первые две формы характерны для пород, возникших из подвижной магмы, последние две – для пород, образовавшихся из вязкой магмы.

Покровы – плоские слегка вытянутые вдоль главного направления течения тела с практически постоянной мощностью. Они образуются на горизонтальной поверхности. Покровы образуются при больших излияниях масс базальтовых лав и занимают значительные площади.

Чаще всего лава движется в виде лавовых потоков, форма которых определяется рельефом местности. Длина потока зависит от подвижности магмы. Площади их распространения значительно меньше, чем у покровов. Примерами являются лавовые потоки Гавайских, Камчатских вулканов.

Купола – куполообразные или конические тела, образованные внутри кратера вулкана и сложенные затвердевшей гранитной магмой. Имеют небольшие размеры.

Пики (иглы) – магматические тела, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Площадь основания пика обычно невелика.

Известны скрытовулканические несогласные тела, состоящие из магматических продуктов, поднявшихся со значительных глубин. Это диатремы (трубки взрыва). Они отличаются от вулканов тем, что поднятие магмы в них происходит один раз и очень быстро. Размеры трубок изменяются от нескольких десятков метров до 1–2 км. К ультраосновным породам этих трубок (кимберлитам) приурочены месторождения алмазов в Южной Африке и Якутии.

Аппаратура и материалы. Коллекция магматических горных пород, набор луп, таблица классификации магматических горных пород.

Указания по технике безопасности (см. лабораторная работа 1).

Методика и порядок выполнения работы. Вначале следует произвести разделение выданных горных пород на две группы: интрузивные и эффузивные. Затем необходимо подразделить горные породы в каждой группе по окраске (кислые породы имеют светлую окраску, средние – серую светлых тонов, основные – темно-серый или темно-зеленый цвет; ультраосновные – обычно темно-зеленый или черный цвет). В каждой выделенной подгруппе определить название горных пород, используя таблицы 5 и 6.

Таблица 6 – Схематизированный определитель горных пород

Порода	Руководящие внешние признаки
1	2
Граниты	Полнокристаллическое, массивное строение. Состав: полевые шпаты (кислые), кварц, биотит, роговая обманка до 15–20 %, мусковит, рудные минералы. Цвет розовый, красный или серый
Липариты	Скрытокристаллическое, стекловатое строение. Заметны поры. Окраска светлая или красноватая
Сиениты	Полнокристаллическое, массивное строение. Состав: полевые шпаты (кислые), роговая обманка, биотит до 30 %, кварц отсутствует. Цвет серый, красноватый
Трахиты	Скрытокристаллическое, порфировое, мелкокристаллическое строение. Заметны поры. Излом шероховатый, тусклый. Цвет светло-серый, желтоватый, красноватый
Диориты	Полнокристаллическое, массивное строение. Состав: средние плагиоклазы, роговая обманка, авгит, слюда. Кварц встречается редко, темноцветных минералов 25–30 %. Цвет зеленый, серый
Андезиты	Порфировое, офировое строение. Заметны поры. Цвет зелено-серый, коричнево-бурый и серый
Габбро	Полнокристаллическое, массивное строение. Состав: основные плагиоклазы, авгит, роговая обманка, оливин, рудные минералы. Цвет от серого до черного
Лабрадор	Крупнозернистое, массивное строение. В составе полевой шпат – лабрадор. Цвет темно-серый, синевато-серый. Характерен синий отлив
	Продолжение таблицы 6
1	2
Базальт	Скрытокристаллическое строение. Темно-серый, черный цвет
Диабаз	Тонкозернистое, офитовое или плотное строение. Цвет темно-зеленый и серовато-зеленый
Перидотит	Полнокристаллическое, массивное строение. В составе оливин, авгит, роговая обманка. Цвет темный, черный, зеленый
Пироксенит	Крупнозернистое, среднезернистое строение. Состоит из пироксена. Цвет черный
Дунит	Среднезернистое, мелкозернистое строение. Состоит из оливина. Цвет темно-зеленый, черный, желтовато-зеленый
Обсидиан	Стекловатое, аморфное строение, пенистая текстура. Стеклянный блеск, раковистый излом. Окраска серая, бурая или черная
Пемза	Тонкопористое, ячеистое или пенистое строение, иногда длинноволокнистое. Цвет светло-серый, желтоватый, черный. Блеск матовый или шелковистый
Вулканический туф	Состоит из отдельных обломков вулканического материала, промежутки между которыми заполнены вулканическим пеплом или глинистым осадочным веществом. Окраска светлая

Содержание отчета и его форма. В отчете следует отметить цель работы, дать краткое теоретическое обоснование и, пользуясь предложенной методикой, описать горные породы, дав им название. Рекомендуется описывать породы по следующей схеме: название породы, цвет, блеск, излом, структура, текстура, происхождение породы. Представить результаты работы в форме таблицы 7.

Таблица 7 – Краткая характеристика магматических горных пород

№ образца	Название породы	Цвет	Блеск	Излом	Структура	Текстура	Тип и группа по генезису

Вопросы для защиты работы

1. Что такое «горная порода»?

2. Как подразделяются горные породы по происхождению?

3. Расскажите о химической классификации магматических горных пород.

4. Какие породы являются эффузивными аналогами гранитов?

5. Опишите структуры глубинных магматических пород.

6. Приведите примеры текстур магматических горных пород.